小油桐外植体的KN1基因遗传转化及其超量表达的转基因植株

本研究采用农杆菌介导法将KN1基因遗传转化小油桐,并获得了转基因植株。在研究中分析了农杆菌菌液菌液的浓度、侵染时间和外植体的大小对遗传转化效率的影响以及KN1基因超量表达对转基因植株再生的影响。研究结果表明:以苗龄15d左右的小油桐无菌苗子叶为外植体,农杆菌菌液浓度OD600为0.6～0.8时,侵染8min,外植体大小为(0.8×0.8)～(1.0×1.0)mm时,遗传转化效果最好;对抗性芽及再生植株进行GUS及PCR检测结果表明,KN1基因已经整合到小油桐植物基因组中。KN1基因的超量表达可提高小油桐再生芽分化,影响转化芽及植株的外观形态及叶片的表型,包括芽及植株矮小,茎杆粗壮;叶片缩小,边缘分裂,对称性丧失,无子叶柄等。     

转KN1毛果杨细胞分裂素、赤霉素含量及其相关形态结构

为了研究KN1基因超量表达对木本植物生长发育的影响,本研究测定了转KN1基因毛果杨细胞分裂素类激素及赤霉素的含量,并进行表型及解剖结构观察。结果表明,转基因毛果杨植株细胞分裂素类激素ZR、dhZR和iPA的含量分别为14.14ng/g、18.29ng/g和12.43ng/g,明显高于对照的9.44ng/g、12.47ng/g和7.60ng/g,而赤霉素GAs含量为9.61ng/g,低于对照的12.14ng/g,从而引起其植株矮化、分枝增加、叶片增厚、叶色变深、表皮细胞增大、栅栏和海绵组织发达等现象。本研究将为探索KN1基因对木本植物生长发育的影响提供依据。     

毛果杨NADP-苹果酸酶基因家族分析

本文分析C3树木毛果杨NADP-苹果酸酶（Populus trichocarpa NADP—malic enzyme,PtNADP-ME）基因家族及其表达特性。NADP—MEN源性检索表明,毛果杨基因组上存在5个PtNADP—ME基因,其中PtNADP-ME4编码区不完整。RT-PCRE及DNA测序结果表明,PtNADP-ME家族5个基因均转录表达。进化树构建显示,毛果杨PtNADP-ME家族5个成员分属于植物NADP—ME家族的3个进化分枝。半定量RT-PCR表明,5个PtNAP-ME家族基因没有明显的组织特异表达模式。然而,不同的PtNADP-ME基因转录表达对NaCI、PEG及甘露醇3种逆境胁迫应答与否以及应答方式存在明显的差异。     

添加物影响花生外植体再生及基因转化

取花生上胚轴为外植体,在农杆菌介导的基因载化过程中,在共育时加入一定量的烟草或马铃薯提取物,在共培养基和分化培养基中分别加入0.179mM的还原型谷胱甘肽（GSH）和0.147mM的VC 0.035mM的VE。进行培养,结果表明,添加15%（W/V）的烟草或马铃薯提取物,胚轴生长状况明显好于对照组,分化率较对照组提高10%-23.5%。自由基清除剂能明显减轻外植体褐化现象,促进外植体再生,GUS检测阳性率最高可达10.2%。     

毛果杨GATA基因家族全基因组水平鉴定及表达分析

GATA转录因子基因家族在植物生长发育、细胞分化以及响应环境变化中具有重要作用。然而,目前在木本植物中尚无该基因家族全基因组水平的分析报导。本项研究从基因组水平对毛果杨GATA家族成员的数量、基因结构、染色体定位、系统进化、编码蛋白的理化特征和保守基序等信息进行了系统分析,结果表明,毛果杨GATA家族包含39个基因,共分布于15条染色体上,其中5号染色体上含有6个基因,9号、13号和19号染色体含有基因数量为1,其余染色上无基因分布。该家族各基因的结构与编码蛋白的基本特性均存在一定异性,可分成4个亚族。qRT-PCR研究表明,GATA家族各基因在不同发育阶段的茎部表达量存在明显差异,且盐胁迫对各基因的表达特性影响显著。以上结果表明,毛果杨GATA家族基因在复制后,基因的结构与功能产生了明显分化,其中部分基因在毛果杨次生生长与盐胁迫响应中可能具有重要作用。本项研究为全面解析毛果杨GATA家族各成员在其生长发育与盐胁迫响应中的生物学功能奠定了基础。     

毛白杨叶外植体的遗传转化

参考 Horsch 等(1985)建立的叶圆片转化法,建立了一个适合于杨树的遗传转化系统。本文所用的根癌农杆菌菌株含有一个经过改建的 Ti 质粒,这个质粒载有 T-DNA 的4号基因和 CAT 基因。利用毛白杨(Popular tomentosa)的叶外植体经该菌株感染后,培养3-4个星期后,在没有外源激素的 MS_u 培养基上,从叶外植体的边缘处再生出一些不正常的苗。这种苗呈典型的畸胎芽,把这种苗从外植体上切下并转到生根培养基上,在苗的基部生成大量的愈伤组织,但并不形成根,同时在愈伤组织上产生大量的芽。气相色谱法测定内源细胞分裂素的结果表明,转化苗的异戊烯基腺苷的含量是正常苗的14倍。纸电泳结果表明,转化苗均含有特异的胭脂碱。在加有60-100μg/ml 氯霉素的培养基上,转化苗可以正常生长,而未转化的苗在培养约40天后变白死去。用酚类物质水杨酸预处理农杆菌有助于提高转化频率。     

用基因枪法介导OSISAP1基因遗传转化洋葱

以洋葱栽培品种‘HG400B’的鳞茎盘胚性愈伤组织为受体,利用基因枪介导法将水稻锌指蛋白基因OSISAP1导入洋葱中。组织化学染色检测到GUS基因在胚性愈伤组织中的瞬间表达活性,PCR、Southern杂交和RT-PCR分析,证实OSISAP1基因已整合到洋葱基因组中并实现高水平表达,转化率约为10%。对获得的转基因植株进行NaC1和NaHCO_3胁迫处理,当总浓度为200 mmol/L、处理1周后,未转基因植株会黄化、枯萎、死亡,而转基因植株却有很强的抗性,能耐受400mmol/L浓度的胁迫,表明OSISAP1基因的导入提高了转基因植株的耐盐碱性。     

小麦Vp-1基因RNA干扰表达载体的构建及遗传转化

小麦成熟期穗发芽是世界性的自然灾害,严重影响小麦的产量和品质.Viviparous-1(Vp-1)是促进胚成熟和休眠的主要转录调节因子,与小麦穗发芽抗性有着密切的关系.本实验根据小麦Vp-1基因序列,以植物表达载体pAHC25为基础,成功构建了含有反向重复序列的RNA干扰表达载体pAHC-WVpRi.采用基因枪法轰击小麦品种新春9号幼胚材料1825个,共获得34株T0再生植株.利用Bar基因引物和干扰片段特异引物对再生植株进行PCR检测,获得Bar基因和干扰片段均为阳性的植株3株,转化率为0.16%.本研究为深入分析Vp-1基因功能,进而通过分子育种进行小麦穗发芽抗性的遗传改良提供了科学依据.     

5个毛果杨PtrZFP基因的鉴定和表达分析

ZFP转录因子是植物中的一类具有指环结构域的转录因子。从毛果杨中鉴定出5条ZFP基因（命名为PtrZFP1-5）,对其特性和表达模式进行了分析,以期初步了解这些基因是否能对胁迫做出应答。对PtrZFP1-5基因进行生物学分析,进一步利用qRT-PCR技术分析NaCl、PEG₆₀₀₀和ABA胁迫处理后毛果杨根、茎和叶中5条基因的表达情况。PtrZFP1-5基因编码蛋白氨基酸残基数为258~338 aa,编码蛋白的分子量为27.7~37.3 kDa,理论等电点为4.87~8.61,5个基因不均等的分布在毛果杨基因组的3条染色体上。qRT-PCR结果显示,0.2 mol·L^-1 NaCl、15%（w/v）PEG6000和100 μmol·L^-1 ABA胁迫处理后,5个PtrZFP基因在毛果杨根、茎和叶中的表达模式明显不同。PtrZFP1基因在3种胁迫后毛果杨中均被明显的上调表达;PtrZFP2基因在盐、渗透和ABA胁迫处理后,叶中的表达都明显被抑制;PtrZFP3基因受到干旱胁迫时在根中的响应最为明显;而叶和茎中,表达量在大部分胁迫的大部分时间点无明显改变。PtrZFP4基因也能在根和茎中对干旱胁迫做出明显应答。PtrZFP5基因在经受盐和ABA胁迫后,在叶中的表达受到明显抑制。PtrZFP1-5这5个基因至少能在一种器官中对一种胁迫处理做出应答,但参与的胁迫应答类型和机制可能不同。     

毛果杨HDA901基因的克隆和表达分析

该实验克隆了毛果杨组蛋白去乙酰化酶基因HDA901的编码序列,并进行生物信息学、亚细胞定位和盐胁迫表达分析。序列分析表明,HDA901开放阅读框为1 245bp,编码1个由414个氨基酸残基组成的蛋白质,等电点为5.77;毛果杨HDA901与其他植物同源蛋白具有一段保守序列,在进化上与拟南芥AtHDA14亲缘关系较近。启动子分析表明,毛果杨HDA901基因启动子序列包含ACE、ABRE、HSE和TC-rich repeats等多个与逆境相关的顺式作用元件。亚细胞定位分析表明,毛果杨HDA901蛋白在细胞核和细胞质中无分布,可能位于线粒体或穿梭于线粒体和叶绿体之间。实时荧光定量PCR结果显示,毛果杨HDA901基因表达受盐胁迫调节,在盐胁迫下,根和茎中HDA901基因表达受抑制;叶中HDA901基因表达受诱导。研究表明,毛果杨HDA901基因参与盐胁迫应答反应。     

Genetic Transformation of Leaf Explants of Populus tomentosa

The leaf disc method developed by Horsch et al. (1985) has been used for transformation of Populus tomentosa. The strain of Agrobacterium tumefaciens used harbored a reconstructed Ti plasmid which contained gene 4 of T–DNA and the chimeric CAT(chloramphenicol acetyltransferase) gene. Leaf explants from shoot cultures of Populus tomentosa were co-culfivated with the bacterium. On the hormone free medium, teratoma-like shoots developed from the edge of the leaf explants. When the abnormal shoots were excised from the explants and transferred onto rooting medium, a mass of callus formed at the base of shoots, with new shoots developing, but without root formation. The measurement of'endogenous cytokinin showed that the transformed shoots produced 14 times as much iso-pentenyl adenosine as untransformed shoots did. All teratoma-like shoots-tested showed the presence of nopaline, and were able to grow well. on the medium containing 60-100μg/ml chloromycetin, while normal shoots turned white after 40 days. Pretreatment of A. tumefaciens with phenolic compound, salicylic acid, would increase the frequency of transformation significantly.     

毛果杨 NLP 基因家族生物信息学分析与鉴定简

NLP基因家族是一类特殊的转录因子,豆科植物根瘤的形成依赖于该基因家族的存在,在非豆科植物中具有调节植物硝酸盐吸收以及同化的功能。通过对毛果杨（Populus trichocarpa）基因组的生物信息学分析,共鉴定出14个毛果杨NLP基因家族成员,这些成员具有低亲水性的特点,基因结构保守,都含有RWP-RK以及PB1两个保守结构域。通过细胞定位预测,所有成员都定位在细胞核中。直系同源与旁系同源进化分析显示,NLP基因家族成员在漫长的进化过程中经历了严格的选择。染色体定位分析表明,毛果杨NLP基因家族成员坐落在毛果杨9条染色体之上,成员数量的扩增来自于杨柳科染色体自身的扩增事件。芯片数据分析结果显示,NLP基因家族成员在嫩叶,根和雄花中表达,部分基因在木质部以及种子萌发过程之中表达,但所有成员均不在成熟叶片中表达。     

外源突变基因AP1M2转化毛白杨的研究

为探究毛白杨开花调控分子机制并获得不飞絮毛白杨株系,利用农杆菌介导法将显性负突变结构基因爿Pm挖转入毛白杨中,经PCR检测,共获得阳性转化植株7株。通过RT_qPCR检测转基因植株中外源基因AP1M2表达量,发现各株系间的表达水平差异显著,最高为内参的5．41倍,最低为1．89倍。对转基因毛白杨中内源刚尸,和其他开花关键基因的表达量进行检测,发现内源AP1的表达受到抑制,表达量明显下调;其他开花关键基LFY、AP3、PI、SEP3和FTI等的表达量也有不同程度的降低,而FT2表达量并没有明显变化。这些研究结果表明转4尸m扭毛白杨中API、LFY、AP3、PI、SEP3和FT2的表达受到明显抑制．对毛白杨花发育将有一定影响。     

反义磷脂酶Dγ基因转化毛白杨的研究

利用根癌农杆菌介导法将反义磷脂酶Dγ基因（PLDγ）转入BT-18号三倍体毛白杨。本研究建立了三倍体毛白杨的高频再生系统,对传统农杆菌侵染方法进行了改良,通过抗生素筛选获得大量抗性植株。对抗性植株进行了PCR和PCR-Southern杂交鉴定,证实反义基因,已整合入杨树核基因组中。通过对转基因植株的耐盐性鉴定,获得一批可耐0.7%NaCl的植株。 Abstract:Antisense Phospholipase Dγ（ PLDγ）gene was introduced into Populus tomentosa mediated by Agrobactrium tumefaciens.The young leaves of triploid populus were used as the material and the regeneration system of high frequency has been established.We have developed the traditional transgene method by Agrobactrium trmefaciens and obtained many transgenic plants of anti-PLDγ gene.Tests showed that the transgenic plants can grow well on the culture medium with 0.7% NaCl.     

豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因转化欧美杨的研究

本研究建立了欧美107杨的高频再生体系,用改良的根癌农杆菌介导法将豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因导入107杨中。经过严格的卡那霉素(Km)筛选,得到了Km抗性(Kmr)植株。对部分Kmr植株进行PCR及PCR-Southern杂交鉴定,证实CpTI基因已整合进杨树基因组中。转基因植株的饲虫实验表明,其中部分株系的叶片可在一定程度上抑制扁刺蛾幼虫的生长。     

Shoot Regeneration from Cultured Leaf Explants of Lycium barbarumand Agrobacterium-Mediated Transformation1

A method for fast plant regeneration via organogenesis directly from Lycium barbarumleaf explants has been developed. The key factor for shoot regeneration was the presence of benzyladenine (BA) in the medium. NAA could only induce root formation and explant callusing. Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 2 mg/l BA and 0.5 mg/l NAA is the most efficient condition for shoot formation, with up to 92.6% shoot regeneration and no callus formation. All adventitious shoots cultured on MS medium supplemented with 1 mg/l IAA formed an extensive root system. Regenerated plants were morphologically normal and were also proved to be diploid (2n = 24). Using the optimized regeneration system, the genetic transformation of L. barbarumwas carried out mediated by Agrobacterium tumefaciensEHA101(pIG121Hm). 11.8% leaf explants produced kanamycin-resistant shoots after infection by A. tumefaciens.The putative transgenic nature of plants was confirmed by GUS assay and PCR analysis. Expression of the nptIIgene in the regenerated plants was also detected by observing the callus formation by leaf pieces on MS medium containing 0.2 mg/l 2,4-D and 0–100 mg/l kanamycin.     

毛果杨nsLTP基因家族全基因组水平鉴定及其表达特性分析

植物非特异性脂质转移蛋白（non-specific lipid transfer proteins,nsLTP）是一类多基因家族编码碱性蛋白,负责脂肪酸体外结和与膜之间的磷脂转移,在植物生长发育和逆境胁迫响应中扮演着重要角色。目前为止,尚无模式植物毛果杨（Populus trichocarpa）nsLTP家族的研究报导。本研究从全基因组水平对PtrnsLTP家族成员的基因数量、亲缘关系、基因结构、编码蛋白保守基序等特性进行了分析,结果表明：PtrnsLTP家族共由39个基因组成,进化成5个亚家族,其中A亚族含有6个基因、B亚族含有2个、C亚族含有13个、D亚族含有3个、E亚族含有15个。PtrnsLTP家族包含7对旁系同源基因,其中1对大于1,6对Ka/Ks均远小于1,且这6对基因均处于同一个大的进化分支上,进化压力的不同导致基因间的功能出现了分化,编码蛋白均含有Motif 1和 Motif 2保守基序。利用qRT-PCR技术并结合杨树转录组数据对PtrnsLTP的组织表达与盐胁迫响应特性研究发现：各家族成员在毛果杨根、茎和叶中均有表达且经qRT-PCR技术验证后与网站预测结果基本吻合,有11、15和13个成员分别在根、茎和叶中有较高的表达,表明该基因家族参与了杨树不同组织的生长发育;NaCl胁迫下,该家族39个基因中分别有26个成员在根部、14个成员在叶部表达量随着胁迫时间的增加而升高,而32个基因在茎部表现为先升高后降低的趋势。本研究结果对于PtrnsLTP家族基因生物学功能的鉴定与盐胁迫响应基因资源的工作有着积极的推动作用。     

杨树HDA902基因在低温胁迫应答反应中的功能

组蛋白去乙酰化酶在植物非生物胁迫应答反应中具有重要的调控作用。利用RT-PCR的方法从毛果杨中克隆了组蛋白去乙酰化酶基因HDA902。利用农杆菌介导法将其遗传转化到烟草中,并对转基因植株进行低温耐受性分析。研究结果表明,HDA902在烟草中的表达显著提高了转基因株系对低温的耐受性。叶片NBT和DAB染色结果表明,在低温处理后转基因烟草比野生型烟草产生较少的活性氧。丙二醛和脯氨酸含量测定结果表明,在低温条件下,转基因烟草叶片的脯氨酸含量显著高于野生型烟草,而丙二醛含量显著低于野生型烟草。这些研究结果表明,HDA902参与低温胁迫应答反应,其过量表达提高了植株耐低温的能力。